| UCSB中村等试制半极性蓝紫色半导体激光器 |
| 新闻出处：技术在线 发布时间： 2007年05月15日 |
美国加州大学圣塔巴巴拉分校（UCSB）教授中村修二领导的研究小组发表了利用GaN结晶半极性面（Semipolar）的蓝紫色半导体激光器论文。该研究小组已经试制出利用GaN结晶非极性面的蓝紫色半导体激光器，并发表了论文（参阅本站报道1，本站报道2）。此次的研究成果刊登在“JapaneseJournalofAppliedPhysics(Vol.46，No.19，2007)”。
GaN结晶的半极性面是相对极性面c面（（0001）面）倾斜的面，非极性面则是与极性面垂直的面。一般来说，目前蓝光光盘的光驱和HDDVD光驱使用的蓝紫色半导体激光器和青色led芯片等GaN类发光元件是在GaN结晶的极性面上制造的。理论上，与利用极性面的情况相比，在半极性面和非极性面上形成发光元件能够提高内部量子效率和发光效率。原因是造成内部量子效率下降的原因之一——压电电场的影响能够减弱。
论文介绍，试制品在周期为200μs、脉冲宽度为50ns的情况下产生脉冲振荡时，阈值电流密度为18kA/cm2、阈值电压约为12V、振荡波长为405.9nm。与市场上的低功率产品相比，阈值电流密度是其4倍以上，阈值电压是其2倍以上，依然较高。在相同条件下，使用1.2A驱动电流进行脉冲振荡时，光输出功率为18mW。播放蓝光光盘时，一般需要10～20mW的输出功率。
试制品使用的底板需要沿c轴方向，切割通过HVPE法形成的GaN结晶，使半极性面露出。该底板由三菱化学制造。通过MOCVD法在GaN底板的(101-1-)面上形成激光器元件。GaN底板的转位密度不到5×106cm-2。一般来说，转位密度越小就越容易提高外部量子效率和光功率。从目前市场上销售的蓝紫色半导体激光器来看，虽然根据功率情况有所不同，但大多采用的是106cm-2～105cm-2的GaN底板。
目前，对于使用非极性面与半极性面的发光元件的研发日趋活跃，除中村率领的研究小组外，罗姆公司的研究小组也在进行类似的研究。之所以受到如此的关注，是因为使用该方法有望制造出在极性面上难以实现的绿色半导体激光器。 |
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